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Tipo do documento: Dissertação
Título: Caracterização térmica e mecânica de materiais impressos pelo processo de estereolitografia
Título(s) alternativo(s): Thermal and mechanical characterization of materials printed by the stereolithography process
Autor: Argôlo, Isaura Freitas Teixeira de 
Primeiro orientador: Ribeiro, Ana Isabella Arruda Meira
Primeiro coorientador: Soares, Renata de Souza Coelho
Primeiro membro da banca: Brito, Nadja Maria da Silva Oliveira
Segundo membro da banca: Catão, Carmen Dolores de Sá
Resumo: A Manufatura Aditiva (MA) consiste em um processo de fabricação baseado na adição de material em camadas sucessivas, no qual é possível gerar peças físicas 3D, obtidas diretamente de arquivos de modelagem CAD (Computer Aided Design). A mesma é utilizada em diversas áreas como indústria automobilística, engenharias, arquitetura e, nas últimas décadas, tem sido aplicada na área de tecnologia em saúde, envolvendo a produção de órteses e próteses para tratamento/reabilitação de pacientes. A fim de que se compreenda melhor os processos e comportamentos dos materiais empregados, algumas pesquisas têm sido desenvolvidas. Nesse sentido, a presente pesquisa visou caracterizar térmica e mecanicamente a performance da resina Sheraprint-sg (utilizada para confecção de guias cirúrgicos) impressas pelo método da Estereolitografia (SLA). A metodologia aplicada buscou caracterizar as amostras confeccionadas em duas orientações na bandeja de impressão (grupo 1/vertical - eixo x e grupo 2/horizontal - eixo y) e com taxas de preenchimento interno de 50% e 100% através dos ensaios de Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Termogravimetria (TGA), Análise Dinâmico - Mecânica (DMA) e Microdureza Vickers. A partir da análise das curvas DSC/TGA, foi possível calcular a entalpia (5.677 J/g e 1.0988 J/g) e temperatura de degradação (396°C) da resina Sheraprint-sg. Para o ensaio de DMA, os resultados obtidos evidenciaram diferenças estatisticamente significativa (p < 0,05) de acordo com os grupos avaliados considerando os valores de Tg (E’) e Tg (Tan Delta) (p < 0,001). No primeiro parâmetro avaliado, o maior valor foi observado nas amostras do grupo eixo x – 50% (59,10°C), eixo y – 50% (57,73°C) e eixo x – 100% (57,47°C). Já para o segundo parâmetro avaliado, os maiores valores foram observados nas amostras dos grupos eixo y – 50% (128,83°C) e eixo x – 50% (127,67°C). No que se refere ao módulo de elasticidade, as amostras do grupo eixo x – 100% (2155,33MPa em 30ºC e 272,67MPa em 100°C) demonstraram rigidez acentuada, sendo necessária maior força para a ruptura do material. Em relação a microdureza, os materiais impressos no eixo x – 100% (21,84HV) obtiveram maior resistência à deformação. Dessa forma, observou-se a influência da taxa de preenchimento e da posição de orientação para os materiais confeccionados tridimensionalmente, portanto, as características mais favoráveis ao uso em manufatura aditiva para a saúde vão depender da sua aplicabilidade.
Abstract: Additive Manufacturing (AM) consists of a manufacturing process based on the addition of material in successive layers, in which it is possible to generate 3D physical parts obtained directly from CAD (Computer Aided Design) modeling files. It is used in several areas such as automobile industry, engineering, architecture and in the last decades has been applied in the area of health technology, involving the production of orthoses and prostheses for treatment / rehabilitation of patients. In order to better understand the processes and behaviors of the materials used some research has been developed. In this sense, the present research aimed to characterize thermally and mechanically the performance of the Sheraprint-sg resin (used for making surgical guides) printed by the Stereolithography method (SLA). The applied methodology tried to characterize the samples made in two orientations in the printing tray (group 1 / vertical - x axis and group 2 / horizontal - y axis) and the rate with internal fill rates of 50% and 100% through the Differential Scanning Calorimetry (DSC), Thermogravimetry (TGA) Dynamic-Mechanical Analysis (DMA) and Vickers Microhardness. From the analysis of the DSC / TGA curves, it was possible to calculate the enthalpy (5,677 J / g and 1.0988 J / g) and the degradation temperature (396 ° C) of the Sheraprint-sg resin. For the DMA test the results showed statistically significant differences (p <0.05) according to the groups evaluated considering the values of Tg (E ') and Tg (Tan Delta) (p <0.001). In the first parameter evaluated, the highest value was observed in the samples of the x - 50% (59.10 ° C), y - 50% (57.73 ° C) and x - 100% (57.47 °) W). For the second parameter evaluated, the highest values were observed in the samples of the x - 50% (127.67 ° C) and the y - 50% (128.83 ° C) axis groups. Regarding the modulus of elasticity, the samples of the x - 100% axis group (2155.33MPa at 30 ° C and 272.67MPa at 100 ° C) showed marked stiffness, showing better performances and greater maximum force for the material. Regarding microhardness, the materials printed on the x - 100% axis (21.84HV) obtained higher resistance to deformation. In this way, the influence of fill rate and orientation position was observed for materials made three- dimensional, therefore, the characteristics most favorable to the use in additive manufacture for health will depend on its applicability.
Palavras-chave: Estereolitografia
Manufatura aditiva
Resinas sintéticas
Impressão tridimensional
Stereolithography
Three-Dimensional Printing
Synthetic Resins
Área(s) do CNPq: CIENCIAS DA SAUDE::MEDICINA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Estadual da Paraíba
Sigla da instituição: UEPB
Departamento: Pró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - PRPGP
Programa: Programa de Pós-Graduação Profissional em Ciência e Tecnologia em Saúde - PPGCTS
Citação: ARGÔLO, I. F. T. de. Caracterização térmica e mecânica de materiais impressos pelo processo de estereolitografia. 2019. 73f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação Profissional em Ciência e Tecnologia em Saúde - PPGCTS) - Universidade Estadual da Paraíba, Campina grande, 2019.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/handle/tede/3478
Data de defesa: 7-Jun-2019
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